(1神华国华宁东发电有限责任公司;2西安热工研究院有限公司)
摘要：某超超临界机组基建过程中，水冷壁对接焊缝RT评片工作中，内螺纹影像与焊缝影像重合。为评定水冷壁内螺纹结构对水冷壁管对接焊缝射线检测（RT）评片产生的可能性干扰，开展现场的实物焊接及评定试验，并综合考虑内螺纹结构区域性消失对水冷壁膜态沸腾隐患的影响，制定了相应的焊接坡口工艺。在锅炉进行46.3MPa的超压水压试验和热态168小时试运行中，该类焊缝正常服役未见异常。
关键词： 超超临界 内螺纹水冷壁 焊缝射线检测 膜态沸腾
1 引言
火电厂基建中，锅炉安装质量是锅炉稳定运行的重要环节，锅炉受热面焊接工作是施工的关键工序。为保证焊接质量，受热面管对接焊缝按标准要求应进行100%射线检测。随着机组参数不断提升，大量新技术得到应用，其中内螺纹水冷壁就是超超临界锅炉防止膜态沸腾的主要技术之一；但是正是这种内螺纹结构给水冷壁对接焊缝的射线检测（RT）评片带来了难度。
近期，在某超超临界机组基建过程中，内螺纹水冷壁对接焊缝RT评片工作中，发现：内螺纹结构的影像与对接焊缝影像有重叠部分；现场质监站认为：当内螺纹影像和焊缝缺陷重合时易造成缺陷漏检，应当对内螺纹进行打磨处理，消除干扰影像。针对此问题，为评定水冷壁内螺纹结构对水冷壁管对接焊缝射线检测（RT）评片产生的可能性干扰，在现场开展实物焊接及对接焊缝射线检测（RT）评片试验，制定了相应的焊接坡口工艺。
2 设备概况
锅炉为北京巴布科克•威尔科克斯有限公司设计的超超临界直流炉型，管子有内螺纹管和光管两种，其中内螺纹管有Φ35×6.5mm、Φ35×7mm两种规格，材质均为12Cr1MoVG。
3、制造厂焊缝和现场安装焊缝RT对比
现场金属实验室人员对水冷壁厂家焊缝（如图1所示）和施工现场焊缝（如图2所示）的RT底片进行了对比，发现现场两个锅炉内螺纹焊接的水冷壁均存在此现象。表明：此结构是双壁单投影成像的必然结果，具有普遍性。
4、内壁打磨量和射线角度对焊缝影像的影像
经现场各方协商确定，进行小管内壁打磨量对焊缝RT影像的影响：从现场备品库中选取Φ35×6.5mm规格的内螺纹水冷壁管子，制备坡口内壁打磨量分别为12mm（#1试验管件）、15mm（#2试验管件）等试验管件，然后按标准焊接工艺进行焊接；然后从不同角度对试验管件进行射线检测拍片，由各方对底片进行评定。
管件RT底片如图3和图4所示。可见：1）内螺纹结构在焊缝RT底片上的影像具有规律性；2）对比施工现场焊缝（内壁轴向打磨量约为5mm）与试验管件焊缝（内壁轴向打磨量不小于10mm），坡口内壁轴向打磨量长的管子（轴向打磨量最长为17mm）焊缝在RT底片上的内螺纹影像有所降低，但仍无法消除。
5 综合分析
1）内螺纹结构不影响水冷壁管对接焊缝的RT评片质量但增加了难度
内螺纹结构在焊缝RT底片上的影响具有规律性，比较容易和焊接缺陷相区别；即使存在因内螺纹管影像干扰难以评判的情况，可以对焊口采取垂直透照的方式确定是否为焊缝缺陷。此外，虽然无损检测相关标准[1,2]规定“表面的不规则状态在底片上的影像不得掩盖或干扰缺陷影像，否则应对表面作适当修整”，但此处的“表面”指焊缝表面，而内螺纹的影像属于结构性影像而非缺陷影像。
2）从锅炉安全运行角度考虑，水冷壁内螺纹不宜打磨过多。
水冷壁内螺纹结构的主要作用在于抑制膜态沸腾和传热恶化，工质受到螺纹的作用产生旋转，增强了管子内壁面附近流体的扰动，使水冷壁管内壁面上产生的汽泡可以被旋转向上运动的液体及时带走，而水流受到旋转力的作用紧贴内螺纹槽壁面流动。从而避免了汽泡在管子内壁面上的积聚所形成的“汽膜”，保证了管子内壁面上有连续的水流冷却。因此，水冷壁内螺纹打磨过多，可能增加“膜态沸腾”的风险，甚至造成水冷壁（内螺纹被打磨掉处）超温爆管事故发生，给锅炉自身的安全稳定运行带来隐患[3-5]。
6结 论
1）内螺纹结构在水冷壁对接焊缝RT底片的影像具有规律性，原则上不影响评片质量但增加部分底片的评片难度；
2）综合考虑水冷壁长周期服役安全（膜态沸腾、焊接质量）和工程进度（评片难易程度、现场打磨工作）的因素，内螺纹水冷壁管子内壁轴向打磨量至少为10mm,符合相关规范要求。
3）现场施工人员在打磨过程中严格按照相关要求控制打磨质量，避免内壁形成凹陷等造成壁厚减损的缺陷，焊接后100%进行对接焊缝RT验收。
参考文献：
[1] 国家能源局.NB T4701,3:承压设备无损检,2015.
[2] 国家能源局.DLT869: 火力发电厂焊接技术规程,2012.
[3] 袁振福，田子平.电站锅炉原理[M], 中国电力出版社, 1997.
[4] 蒋翀:张明杰. 600MW超超临界机组锅炉下水冷壁出口工质温度的分布特性[J] ，动力工程2009.04.
[5] 王琼 超临界锅炉水动力特性对下辐射区水冷壁出口温度的影响[J] ，锅炉技术2009.01.
论文作者:李长旭1，,范志东2,,肖中图1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
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